Bioenergia Nota: Cuando no se indique lo contrario, la temperatura se considerará 25°C.

PROBLEMAS DE BIOQUÍMICA                                                                                Curso 2003-2004

BIOENERGÉTICA, TRANSPORTE Y METABOLISMO

Nota: Cuando no se indique lo contrario, la temperatura se considerará 25°C.

1. Calcular el calor estándar de formación del ácido acético a 25°C:

2C + 2H2 + O2 ----> CH3-COOH

a partir de los valores siguientes:

CH3-COOH + 2O2 ----> 2CO2 + 2H2O                        ΔHo = -870,9 kJ/mol CH3-COOH

C + O2 --——> CO2                                                        ΔHof = -393,1 kJ/mol C

H2 + 1/2O2 --—-> H2O                                                ΔHof = -285,6 kJ/mol H2

Sol. -486,5 kJ/mol CH3-COOH

2. El disacárido maltosa puede hidrolizarse para rendir las moléculas del monosacárido glucosa, de acuerdo con la ecuación:

Cl2H220ll + H2O —-—> 2C6H12O6

A partir del calor estándar de combustión de cada uno de los azúcares implicados:

C6H12O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O                        ΔHo = -2.813,1 kJ/mol glucosa

Cl2H22Oll + 12O2 ---> 12CO2 + 11H2O                ΔHo = -5.643,8 kJ/mol maltosa

Calcular el calor de la reacción de hidrólisis cuando se realiza a presión constante.

Sol. -17,55 kJ/mol maltosa.

3. El calor estándar de combustión del etanol a 25°C y 1 atm de presión es –1.372 kJ/mol. El calor estándar de combustión del acetaldehido es –1.167 kJ/mol. Considerando que ΔGo para la oxidación del etanol a acetaldehido es de -197 kJ/mol, calcular: a) ΔHo; b) ΔSo para dicha reacción.

Sol. ΔHo = -205 kJ/mol; b) ΔSo = -26,8 J/mol-1 K-1

4. El ácido polirriboadenílico en disolución a pH neutro y baja temperatura forma una estructura helicoidal. A 35°C se produce una transición conformacional con unos valores de ΔH = 33,44 kJ/mol y ΔG = -11,6 kJ/mol. Calcúlese la variación de entropía del proceso e indíquese el grado de ordenamiento de las estructuras inicial y final.

Sol. ΔS = 146,3 J/mol-1 K-1

5. Calcular ΔG' para la hidrólisis del ATP a ADP y Pi en las condiciones que existen en una célula muscular en reposo: [ATP] = 5,0 mM, [ADP] = 0,5 mM, [Pi] = 5,0 mM (considerar 37°C). ΔG'o(pH 7,0) = -32,2 kJ/mol.

Sol. -51,8 kJ/mol.

6. ¿A qué concentración mínima debe estar presente el malato para que la reacción catalizada por la fumarasa: malato -—> fumarato + H2O (ΔGo = +3,13 kJ/mol) vaya hacia la derecha si el fumarato está presente a una concentración de 10-3 M? (considerar 37°C).

Sol. 3,3 x 10-3 M.

7. La glucosa-6-fosfato (G-6-P) se hidrolizó enzimáticamente a pH 7 y 25°C hasta glucosa y fosfato inorgánico. La concentración inicial de G-6-P fue 0,1 M. Una vez alcanzado el equilibrio sólo el 0,05% de la G-6-P original permanecía como tal. Calcular: a) Keq y ΔGo para la hidrólisis de la G-6-P; b) Keq y ΔGo para la reacción de síntesis de G-6-P a partir de glucosa y fosfato.

Sol. a) Keq = 199; ΔG'o = -13,11 kJ/mol; b) K'eq = 5 x 10-3 M-1; ΔG'o = + 13,11 kJ/mol.

8. Se ha medido la constante de equilibrio de la reacción de la tripsina con diversos inhibidores de su acción. Los valores obtenidos son:

Inhibidor de tripsina                                K’eq

de soja                                                                109 M

ovomucoide                                                3 x 107 M

de haba de lima                                2 x 109 M

Calcúlese la variación de energía libre estándar de la reacción en cada caso. Los valores obtenidos, mediante calorimetría, de la variación de entalpía de la reacción en condiciones estándar son 35,95 kJ/mol; 23,4 kJ/mol y 8,8 kJ/mol, respectivamente, para cada uno de los inhibidores. ¿Cuál es la variación de entropía que se produce en la reacción de la tripsina con sus inhibidores, procedentes de diversas fuentes, en condiciones estándar?

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